通用阵列逻辑（GAL）电路结构设计分析

　　通用阵列逻辑（GAL）是一种可编程逻辑器件，由Lattice公司在PAL（可编程阵列逻辑）的基础上设计出来。GAL采用可编程的输出逻辑宏单元OLMC（Output Logic Macro Cell）结构，使得电路的逻辑设计更加灵活。

　　GAL的优点包括：

　　具有电可擦除的功能，克服了熔丝型可编程器件的一次可编程问题，其可改写的次数超过100次。

　　由于采用了输出宏单元结构，用户可根据需要进行组态，一片GAL器件可以实现各种组态的PAL器件输出结构的逻辑功能，给电路设计带来极大的方便。

　　具有加密的功能，保护了知识产权。

　　在器件中开设了一个存储区域用来存放识别标志——即电子标签的功能。

　　GAL器件的发展方向是高密度、大容量、高速和低功耗。此外，人们还在研究下一代可编程逻辑器件，如CPLD（复杂可编程逻辑器件）和FPGA（现场可编程门阵列）等。这些器件在应用上与GAL有重叠，但它们具有更高的集成度和更丰富的功能，可以应用于更广泛的领域。

　　在架构方面，GAL类似于PAL，但区别在于可编程结构。PAL使用可一次性编程的PROM，而GAL使用可重新编程的EEPROM.

　　ＧＡＬ的电路结构

　　现以常见的ＧＡＬ１６Ｖ８为例，介绍ＧＡＬ器件的一般结构形式和工作原理。

　　图是ＧＡＬ１６Ｖ８的电路结构图。它有一个32*64位的可编程与逻辑阵列，８个ＯＬＭＣ，１０个输入缓冲器，８个三态输出缓冲器和８个反馈／输入缓冲器。

　　与逻辑阵列的每个交叉点上设有 编程电源。假定编程后Ｔ２、Ｔ４的浮置栅上没有带负电荷，而Ｔ６的浮置栅上存储了足够的负电荷，则Ｔ２、Ｔ４导通而Ｔ６截止。因此，Ａ、Ｂ和Ｐ之间是编程连接，而Ｃ和Ｐ之间没有连接，于是得到Ｐ＝Ａ＊Ｂ。

　　组成或逻辑阵列的8个或门分别包含于8个0LMC中，它们和与逻辑阵列的连接是固定的。

　　在GAL16V8中除了与逻辑阵列以外还有一些编程单元。编程单元的地址分误和功能划分情况如图所示。因为这并不是编程单元实际的空间布局图，所以又把图叫做地址映射图。

　　GAL的应用场景有哪些呢

　　GAL的应用场景主要包括以下几个方面：

　　数字逻辑设计：GAL可以用于实现各种数字逻辑功能，如计数器、寄存器、加法器等。由于其具有灵活的编程能力，可以方便地实现各种组合逻辑和时序逻辑电路。

　　可编程控制器：GAL可以用于实现可编程控制器的逻辑控制功能，如顺序控制、过程控制等。通过编程，可以实现各种复杂的控制算法和逻辑控制。

　　数字信号处理：GAL可以用于实现数字信号处理算法，如滤波器、频谱分析等。通过编程，可以实现各种数字信号处理功能，提高信号的精度和稳定性。

　　通信系统：GAL可以用于实现通信系统的逻辑控制功能，如调制解调器、加密解密器等。通过编程，可以实现各种通信协议和控制算法。

　　嵌入式系统：GAL可以用于实现嵌入式系统的逻辑控制功能，如微控制器、嵌入式处理器等。通过编程，可以实现各种嵌入式系统的功能和控制算法。

　　总的来说，GAL的应用场景非常广泛，可以在各种数字系统中实现灵活的逻辑控制和数字处理功能。

审核编辑：黄飞